Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Engpässe bei High-Tech-Metallen 2030?

06.04.2009
Studie für das Bundeswirtschaftsministerium
Das Bundeswirtschaftsministerium gab die Studie "Rohstoffe für Zukunftstechnologien" in Auftrag. Heute stellten Wissenschaftler des IZT - Institut für Zukunftsstudien und Technologiebewertung in Berlin die wichtigsten Ergebnisse vor. Es wurde deutlich: Die Massenproduktion beispielsweise von Hybridfahrzeugen oder Dünnschichtsolarzellen könnte durch Rohstoffengpässe ernsthaft bedroht sein. Die Studie wurde vom Berliner IZT gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI erstellt.

Hybridautos, Dünnschicht-Photovoltaik, energieeffiziente Flachbildschirme - fast alle Zukunftstechnologien benötigen seltene Metalle mit ganz besonderen Eigenschaften: Beispielsweise stecken Neodym-Magnete in Elektromotoren für Hybridfahrzeuge oder das Halbleiter-Metall Gallium wird für Mikrochips in Handys verwendet. Die rasant steigende Nachfrage nach diesen begehrten Metallen könnte langfristig zu wirtschaftlichen Problemen führen. "Eine Reihe von Zukunftstechnologien ist auf bestimmte seltene Metalle so stark angewiesen, dass ihr massenhafter Ausbau durch Rohstoffengpässe bedroht ist", warnte heute Lorenz Erdmann, Experte für seltene Metalle beim IZT - Institut für Zukunftsstudien und Technologiebewertung. Das unabhängige Forschungsinstitut stellte in Berlin die Studie "Rohstoffe für Zukunftstechnologien" vor, die das Bundeswirtschaftsministerium in Auftrag gegeben hatte. Der wissenschaftliche Direktor Prof. Dr. Rolf Kreibich erläuterte auf der Pressekonferenz: "Zu den betroffenen Technologien gehören Brennstoffzellen (Platin, Scandium), Hybrid- und Elektrofahrzeuge (Neodym), Elektrooptik (Gallium, Germanium, Indium), Dünnschicht-Photovoltaik (Gallium, Indium, Tellur) und Mikroelektronik (Gallium, Tantal)."

100 Zukunftstechnologien gescreent, 32 analysiert
Im Rahmen der präsentierten Studie errechneten Wissenschaftler, welche Mengen von diesen seltenen High-Tech-Metallen im Jahr 2030 benötigt werden und wie weit im Jahr 2030 der weltweite Bedarf die heutige Minenproduktion übersteigt. Physiker und Ingenieure des IZT - Institut für Zukunftsstudien und Technologiebewertung in Berlin und des Fraunhofer-Instituts für System- und Innovationsforschung ISI in Karlsruhe erstellten die 400-seitige Forschungsarbeit. Die Wissenschaftler bewerteten in einem ersten Screening knapp 100 Zukunftstechnologien hinsichtlich Stand der Technik, Marktreife, Rohstoffbedarf und Recyclingpotential. Davon wurden 32 Einzeltechnologien vertieft analysiert. Anschließend wurde der für das Jahr 2030 zu erwartende Rohstoffbedarf quantitativ abgeschätzt.
Photovoltaik- und Displayhersteller konkurrieren um Indium
Die beteiligten Wissenschaftler arbeiteten heraus, dass häufig mehrere Zukunftstechnologien auf den gleichen Rohstoff zugreifen. Lorenz Erdmann vom IZT in Berlin erläuterte dies an einem Beispiel: "Sowohl die Displayindustrie als auch Photovoltaikhersteller konkurrieren um das besonders knappe High-Tech-Metall Indium. Indium wird für die transparenten Elektroden auf den Flachbildschirmen und auch für Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid-Solarzellen (CIGS) benötigt. Bei Indium ergeben die Berechnungen, dass im Jahr 2030 die steigende Nachfrage voraussichtlich das 3,3-fache der heutigen Produktion beträgt. Bei den zu erwartenden Preissteigerungen sind Hersteller von Displays deutlich im Vorteil, weil bei ihren Produkten Indium als Kostenfaktor viel weniger ins Gewicht fällt als bei Solarzellen. Unabhängig davon, welche Photovoltaik-Technologie sich durchsetzt, rechnen wir damit, dass Rohstoffengpässe den massenhaften Ausbau der Solarenergie begrenzen werden."
Wafer und Solarzellen benötigen Gallium, Elektroautos brauchen Neodym, Versorgungsenpässe in Sicht?

Auch bei Gallium könnte es laut der neuen Studie zu Versorgungsengpässen kommen: So führt beispielsweise die steigende Rohstoffnachfrage nach diesem strategischen Metall für Dünnschichtphotovoltaik und auch für schnelle integrierte Schaltungen dazu, dass der Gallium-Rohstoffbedarf im Jahr 2030 voraussichtlich das Sechsfache der heutigen Minenproduktion betragen könnte. Lorenz Erdmann wies nachdrücklich drauf hin, dass mögliche Engpässe in der Automobilbranche entstehen können: "Das von den Herstellern von Elektroantrieben dringend benötigte Metall Neodym wird im Jahr 2030 ca. 3,8 mal mehr nachgefragt sein als es die Minenproduktion heute hergibt."

22 zukunftsträchtige High-Tech-Metalle untersucht
Die Wissenschaftler konzentrierten sich auf Zukunftstechnologien aus den Branchen Verkehr, Informations- und Kommunikationstechnik, Energie-, Elektro- und Antriebstechnik sowie Chemie, Maschinenbau und Medizin. Insgesamt untersuchten sie 22 zukunftsträchtige High-Tech-Metalle: Kupfer, Chrom, Kobalt, Titan, Zinn, Antimon, Niob, Tantal, Platin, Palladium, Ruthenium, Rhodium, Osmium, Iridium, Silber, Neodym, Scandium, Yttrium, Selen, Indium, Germanium und Gallium. Die Empfindlichkeit der Rohstoffe verbrauchenden Wirtschaftssektoren ist dort besonderes groß, wo die Möglichkeit fehlt, knappe und teure Rohstoffe zu ersetzen. Dies gilt vor allem, wenn diese Rohstoffe nur in wenigen Ländern vorkommen, die zudem in politisch instabilen Regionen liegen.
Frühwarnung für die Player
Die Studie analysiert, welche Technologien die Nachfrage treiben und zeigt den Marktteilnehmern, welche Treiber sie beobachten müssen. Marktteilnehmer sind zum einen die Rohstoffkonzerne, die Informationen über die Nachfragemärkte für ihre strategische Kapazitätsplanung benötigen. Marktteilnehmer sind zum anderen die Rohstoffe verarbeitenden Industrien, die durch die Studie frühzeitig auf Nachfragekonkurrenzen und auf potenzielle Rohstoffknappheiten hingewiesen werden.
Quasi-Monopole einzelner Staaten
Gegenstand der Studie sind auch globale Ungleichgewichte: Denn einzelne Staaten und Bergbauunternehmen haben Quasi-Monopole bei den abbauwürdigen Vorkommen oder bei der Förderung dieser High-Tech-Metalle. Beispielsweise liegen über 70 Prozent der Indium-Reserven in China. Auch die Förderung von "seltenen Erden" wie Neodym wird mit 97 Prozent der Weltproduktion von China dominiert, das bereits eine Exportbegrenzung verfügt hat. Andere seltene Metalle wie Kobalt und Tantal stammen aus von Kriegen erschütterten Regionen, wie der Demokratischen Republik Kongo.
Studie als Buch erschienen
Die Studie "Rohstoffe für Zukunftstechnologien" kann für 39 Euro im Buchhandel erworben werden (ISBN 978-3-8167-7957-5).
Kontaktdaten der beteiligten IZT-Wissenschaftler:
Lorenz Erdmann, l.erdmann@izt.de, Tel.: 030-803088-12
Volker Handke, v.handke@izt.de, Tel.: 030-803088-19
Max Marwede, m.marwede@izt.de, Tel.: 030-803088-54
Dr. Michael Scharp, m.scharp@izt.de, Tel.: 030-803088-14
Pressematerial
Folgende PDFs können bei Roman Asriel (r.asriel@izt.de, Tel: 030-803088-66) angefordert werden:
- Kurzfassung der Studie (deutsch/englisch)
- Auszüge aus der Studie (17 seltene Metalle und Erden - Bedarf für 2030 berechnet)

- Langfassung der Studie (400 Seiten/ kann nur an Journalistinnen und Journalisten kostenlos abgegeben werden)

Barbara Debus | idw
Weitere Informationen:
http://www.izt.de/
http://www.izt.de/projekte/abgeschlossene-projekte/projekt/rohstoffbedarf/ -
http://www.bmwi.de/BMWi/Navigation/Energie/rohstoffpolitik,did=61984.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Studien Analysen:

nachricht Tabakrauchen verkalkt Arterien stärker als reiner Cannabis-Konsum
11.04.2018 | Universität Bern

nachricht »Zweites Leben« für Smartphones und Tablets
16.03.2018 | Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Studien Analysen >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Moleküle brillant beleuchtet

Physiker des Labors für Attosekundenphysik, der Ludwig-Maximilians-Universität und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik haben eine leistungsstarke Lichtquelle entwickelt, die ultrakurze Pulse über einen Großteil des mittleren Infrarot-Wellenlängenbereichs generiert. Die Wissenschaftler versprechen sich von dieser Technologie eine Vielzahl von Anwendungen, unter anderem im Bereich der Krebsfrüherkennung.

Moleküle sind die Grundelemente des Lebens. Auch wir Menschen bestehen aus ihnen. Sie steuern unseren Biorhythmus, zeigen aber auch an, wenn dieser erkrankt...

Im Focus: Molecules Brilliantly Illuminated

Physicists at the Laboratory for Attosecond Physics, which is jointly run by Ludwig-Maximilians-Universität and the Max Planck Institute of Quantum Optics, have developed a high-power laser system that generates ultrashort pulses of light covering a large share of the mid-infrared spectrum. The researchers envisage a wide range of applications for the technology – in the early diagnosis of cancer, for instance.

Molecules are the building blocks of life. Like all other organisms, we are made of them. They control our biorhythm, and they can also reflect our state of...

Im Focus: Metalle verbinden ohne Schweißen

Kieler Prototyp für neue Verbindungstechnik wird auf Hannover Messe präsentiert

Schweißen ist noch immer die Standardtechnik, um Metalle miteinander zu verbinden. Doch das aufwändige Verfahren unter hohen Temperaturen ist nicht überall...

Im Focus: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Fraunhofer eröffnet Community zur Entwicklung von Anwendungen und Technologien für die Industrie 4.0

23.04.2018 | Veranstaltungen

Mars Sample Return – Wann kommen die ersten Gesteinsproben vom Roten Planeten?

23.04.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Moleküle brillant beleuchtet

23.04.2018 | Physik Astronomie

Sauber und effizient - Fraunhofer ISE präsentiert Wasserstofftechnologien auf Hannover Messe

23.04.2018 | HANNOVER MESSE

Fraunhofer IMWS entwickelt biobasierte Faser-Kunststoff-Verbunde für Leichtbau-Anwendungen

23.04.2018 | Materialwissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics